EP1190515B1 - Verfahren und system zur adaptiven sprachpufferung - Google Patents

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EP1190515B1
EP1190515B1 EP00942033A EP00942033A EP1190515B1 EP 1190515 B1 EP1190515 B1 EP 1190515B1 EP 00942033 A EP00942033 A EP 00942033A EP 00942033 A EP00942033 A EP 00942033A EP 1190515 B1 EP1190515 B1 EP 1190515B1
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Definitions

  • U.S. Patent Number 4,453,247 relates to a speech packet switching system, in which an input speech signal to a speech packet transmitting station is converted to a digital signal to form speech data blocks, which are discriminated to talkspurt blocks and silence blocks, and only the talkspurt speech blocks are packetized and transmitted through a speech packet switching network.
  • a series of speech packets received in one talkspurt period are temporarily stored in a variance absorbing buffer to compensate for a variance of transmission delay times resulting from the transmission through said speech packet switching network to add variance absorbing times to the speech packets depending on the transmission delay times of the respective speech packets. Then the speech packets are sequentially reproduced.
  • W pointer 1320 continuously writes one bit of digitized voice information in each memory location at a rate equal to the output rate of the CVSD encoder 1310, which typically approximates the voice rate (e.g., 64kb/s). After 80 bits are written, W pointer 1320 advances to the next buffer section. R pointer 1322 reads one bit from each memory location. After 80 bits are read, R pointer 1322 jumps one buffer section. Reading may be accomplished in batch mode. When a packet is ready to be transmitted, the buffer section(s) can be read at a rate controlled by the packet builder in the radio transmission section 1360 (which may also include the FEC encoder, not shown) in order to fill the payload section of the packet. Contention problems are avoided by restricting pointers W pointer 1320 and R pointer 1322 from pointing to the same buffer section. In transmission buffer 1300, R pointer 1322 always lags behind W 1320.
  • the packet builder in the radio transmission section 1360 which may also include the FEC encoder, not shown
  • Fig. 16 is a schematic depiction of a data stream transmission in which the FEC encoding rate is dynamically changed from a packet type V1 (e.g., FEC error coding rate 2/3) to a packet type V3 (e.g., no FEC error coding) at switch point A and back to packet type V1 at switch point B while the channel is active.
  • analog voice signal 1610 is illustrated on a first time-line.
  • Digitized voice packets 1620a-1620p are illustrated on a separate time line.
  • the received voice stream packets 1630a-1630p are illustrated on a third time line.
  • the communication session begins with the transmission of packets of type V1, corresponding to FEC coding rate 2/3.

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Claims (20)

  1. Sender für ein Kommunikationssystem, wobei der Sender Folgendes umfasst: einen Sprachaktivitätsdetektor zum Erfassen einer Spracheingabe in den Sender, einen Abtaster (310) zum Abtasten analoger Sprachinformation bei einer vorbestimmten Abtastrate, einen Digitalisierer (312) zum Umwandeln der analogen Sprachinformation in digitale Daten, welche die analoge Sprachinformation darstellen, einen Codierer (314) zum Komprimieren der digitalen Daten, ein Puffersystem (1300) zum Puffern einer vorbestimmten Menge von Daten, und einen Senderabschnitt (324) zum Übertragen von Paketen über eine Kommunikationsverbindung, wobei der Senderabschnitt (324) Paketerstellungsschaltungen zum Zusammenstellen von Paketen für die Übertragung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass:
    das Puffersystem (1300) ein Ringpuffersystem ist, das dazu angepasst ist, eine vorbestimmte Menge der digitalen Daten zur paketierten Übertragung über eine Kommunikationsverbindung zu puffern, wobei das Ringpuffersystem einen Satz einer Vielzahl von Pufferabschnitten (1330), die logisch in einem Ring angeordnet sind, und einen Lesezeiger (1322) und Schreibzeiger (1320) umfasst, die gesteuert werden durch separates Verändern der relativen Position des Schreibezeigers (1320) und des Lesezeigers (1322) zueinander in vorbestimmten Zeitperioden, die einer Fähigkeit der Pufferabschnitte (1330) entsprechen, gestützt auf die Erfassung keiner Spracheingabe durch den Sprachaktivitätsdetektor an den Sender eine Verzögerung über die Kommunikationsverbindung auswählbar anzupassen.
  2. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass:
    die vorbestimmte Abtastrate 64 kb/s beträgt.
  3. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass:
    der Codierer (314) Mittel aufweist, die dazu angepasst sind, Daten gemäß einem Komprimierungsalgorithmus zu komprimieren, der aus einer Gruppe von Komprimierungsalgorithmen ausgewählt ist, die aus CVSD, V-CELP und RPE-LTP besteht.
  4. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass:
    der Schreibzeiger (1320) dazu angepasst ist, eine Speicherposition zu bestimmen, an die die digitalen Daten gepuffert werden; und
    der Lesezeiger (1322) dazu angepasst ist, die Speicherposition zu bestimmen, von der die gepufferten digitalen Daten aus dem Speicher abgelesen werden, um über die Kommunikationsverbindung übertragen zu werden.
  5. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass:
    das Ringpuffersystem (1300) mehrere unabhängige Speicherabschnitte aufweist.
  6. Sender nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass:
    der Sender Mittel aufweist, die dazu angeordnet sind, gemäß einer Verzögerungsauflösung des Senders eine Anzahl diskreter Speicherpositionen in jedem unabhängigen Speicherabschnitt zu bestimmen.
  7. Sender nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass:
    die Verzögerungsauflösung des Senders 1,25 ms beträgt; und
    jeder unabhängige Speicherabschnitt eine Anzahl diskreter Speicherpositionen aufweist, die ausreichen, um 1,25 ms Daten aufzunehmen.
  8. Empfänger für ein Kommunikationssystem, der Folgendes umfasst: einen Empfängerabschnitt (330) zum Empfangen von Paketen von einer Kommunikationsverbindung, Mittel zum Zerlegen empfangener Pakete in digitale Daten, ein Puffersystem zum Puffern einer vorbestimmten Datenmenge, einen Decodierer (3320) zum Dekomprimieren der digitalen Daten, und Mittel (338) zum Umwandeln der dekomprimierten digitalen Daten in ein analoges Sprachsignal, dadurch gekennzeichnet, dass:
    das Puffersystem ein Ringpuffersystem (1500) ist, das zum Puffern einer vorbestimmten Menge der paketierten Daten vorgesehen ist, die von der Kommunikationsverbindung empfangen wurden, wobei das Ringpuffersystem (1500) einen Satz einer Vielzahl von Pufferabschnitten (1530), die logisch in einem Ring angeordnet sind, und einen Lesezeiger (1522) und einen Schreibzeiger (1520) umfasst, die gesteuert werden durch separates Verändern der relativen Position des Schreibzeigers (1520) und des Lesezeigers (1522) zueinander in vorbestimmten Zeitperioden, die einer Fähigkeit der Pufferabschnitte (1530) entsprechen, gestützt auf die Erfassung einer Veränderung eines empfangenen Pakettyps eine Verzögerung über die Kommunikationsverbindung automatisch anzupassen.
  9. Empfänger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass:
    der Decodierer (332) Mittel aufweist, die dazu angepasst sind, Daten gemäß einem Dekomprimierungsalgorithmus zu dekomprimieren, der aus der Gruppe von Dekomprimierungsalgorithmen ausgewählt ist, die aus CVSD, V-CELP und RPE-LTP besteht.
  10. Empfänger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass:
    das Ringpuffersystem (1500) mehrere unabhängige Speicherabschnitte aufweist.
  11. Empfänger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass:
    der Empfänger Mittel aufweist, die dazu angeordnet sind, die Anzahl diskreter Speicherpositionen in jedem unabhängigen Speicherabschnitt gemäß einer Verzögerungsauflösung des Senders zu bestimmen.
  12. Empfänger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass:
    die Verzögerungsauflösung des Empfängers 1,25 ms beträgt; und
    jeder unabhängige Speicherabschnitt eine Anzahl diskreter Speicherpositionen aufweist, die ausreichen, um 1,25 ms Daten aufzunehmen.
  13. Verfahren zum Betreiben eines Senders in einem Kommunikationssystem, das folgende Schritte umfasst:
    Erfassen einer Spracheingabe an dem Sender, Abtasten analoger Sprachinformation bei einer vorbestimmten Abtastrate, Umwandeln der analogen Sprachinformation in digitalen Daten, die die analoge Sprachinformation darstellen, Komprimieren der digitalen Daten, Speichern der komprimierten digitalen Daten in einem Sendepuffersystem (1300), Paketieren der komprimierten digitalen Daten zur Übertragung über eine Kommunikationsverbindung, Übertragen der Pakete über eine Kommunikationsverbindung, dadurch gekennzeichnet, dass:
    das Sendepuffersystem eine Senderingpuffersystem ist; der Schritt des Speicherns der komprimierten digitalen Daten in dem Senderingpuffersystem (1500) folgende Schritte aufweist:
    Puffern einer vorbestimmten Menge der digitalen Daten in einem Satz einer Vielzahl von Sendepufferabschnitten (1330) des Senderingpuffersystems (1300), die logisch in einem Ring angeordnet sind; und
    Steuern eines Lesezeigers (1322) und eines Schreibzeigers (1320) durch separates Verändern der relativen Position des Schreibzeigers (1320) und des Lesezeigers (1322) zueinander in vorbestimmten Zeitperioden, die einer Fähigkeit der Pufferabschnitte (1330) entsprechen, gestützt auf die Erfassung keiner Spracheingabe durch den Sprachaktivitätsdetektor an den Sender eine Verzögerung über die Kommunikationsverbindung auswählbar anzupassen.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Speicherns der komprimierten digitalen Daten in dem Senderirigpuffersystem (1300) das Speichern der Daten in unabhängigen Speicherabschnitten aufweist, deren Größe durch eine Verzögerungsauflösung des Senders bestimmt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei außerdem ein Empfänger in dem Kommunikationssystem betrieben wird, und das folgende Schritte umfasst: Empfangen der Pakete von der Kommunikationsverbindung, Extrahieren der digitalen Daten aus den empfangenen Paketen, Puffern einer vorbestimmten Menge der digitalen Daten, die von der Kommunikationsverbindung empfangen wurden, in einem Empfangsringpuffersystem (1500), und Dekomprimieren der digitalen Daten, wobei
    der Schritt des Pufferns der vorbestimmten Menge der digitalen Daten in dem Empfangsringpuffersystem (1500) folgende Schritte aufweist:
    Puffern der vorbestimmten Menge der paketierten Daten in einem Satz einer Vielzahl von Empfangspufferabschnitten (1530) des Empfangsringpuffersystems, die logisch in einem Ring angeordnet sind; und
    Steuern eines Lesezeigers (1522) und eines Schreibzeigers (1520) durch separates Verändern der relativen Position des Schreibzeigers (1520) und des Lesezeigers (1522) zueinander in vorbestimmten Zeitperioden, die einer Fähigkeit der Pufferabschnitte (1530) entsprechen, gestützt auf die Erfassung einer Veränderung eines empfangenen Pakettyps eine Verzögerung über die Kommunikationsverbindung automatisch anzupassen.
  16. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Steuerns der relativen Position des Lesezeigers (1322) und des Schreibzeigers (1320) des Senders zueinander das Reduzieren der Separation zwischen dem Schreibzeiger (1320) des Senders und dem Lesezeiger (1322) des Senders aufweist, um die Verzögerung über die Verbindung zu reduzieren.
  17. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Steuerns der relativen Position des Lesezeigers (1322) und des Schreibzeigers (1320) des Senders zueinander das Erhöhen der Separation zwischen dem Schreibzeiger (1320) des Senders und dem Lesezeiger (1322) des Senders aufweist, um die Verzögerung über die Verbindung zu erhöhen.
  18. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass:
    eine Veränderung der Verzögerung über die aktive Kommunikationsverbindung aus einer Veränderung des FEC-Codierungsverfahrens resultiert, das auf die Verbindung angewandt wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass:
    eine Veränderung der Verzögerung über die aktive Kommunikationsverbindung aus einer Veränderung des Sprachcodierungsverfahrens resultiert, das auf die Verbindung angewandt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass:
    eine Veränderung der Verzögerung über die aktive Kommunikationsverbindung aus einer Veränderung der Slottaktung resultiert.
EP00942033A 1999-06-25 2000-06-08 Verfahren und system zur adaptiven sprachpufferung Expired - Lifetime EP1190515B1 (de)

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US09/344,481 US6671292B1 (en) 1999-06-25 1999-06-25 Method and system for adaptive voice buffering
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